[发明专利]一种环状碳酸酯的无溶剂催化合成方法

说明书

【技术领域】

本发明属于有机化工、绿色催化合成技术领域，具体地说涉及一种用二氧化碳和环氧化物通过环加成反应合成环状碳酸酯的无溶剂催化合成方法。

【背景技术】

环状碳酸酯是具有良好的生物降解性的化学产品，可作为清洁型极性溶剂，也可用于酚醛树脂生产、热硬化性树脂合成、热记录材料合成，以及作为高能密度电池(如锂离子电池)和电容的电解液、金属萃取剂、化妆品添加剂和化工中间体等。最主要用途就是聚碳酸酯(PC)合成。环状碳酸酯的合成方法主要有光气法和非光气法。非光气法，即采用二氧化碳作为羰基化试剂的方法，因为其“绿色化学工艺过程”而得到人们的广泛关注。环氧化物和二氧化碳在催化剂的催化下直接发生环加成反应得到100％原子经济性的产物环状碳酸酯是目前的研究热点。

目前，采用有机金属配合物用于环状碳酸酯催化合成已有报道，主要集中在Sa1en铝、锰等配合物，而有机金属铋和有机金属锑等配合物受到的关注较小；主要是合成的含铋和锑的配合物不稳定，对水和空气敏感，更不可能暴露在酸性气体里面。本专利申请人在其于2011年6月15日公开的公开号为CN102091503A、其题为“一种捕集、固定和净化二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫和氮氧化物的化学方法”的专利申请中，记载了一种新型的氮桥配体的有机铋和有机锑的硫化物，发现这类配合物在溶剂的共同作用下可以很好的用于捕集、固定和净化二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫和氮氧化物。但是该申请只对温室气体的捕集、固定和净化进行了探讨，而对捕集下来的二氧化碳气体的资源化利用没有进行研究。这里，我们将这一新合成的系列对空气稳定的含5，6，7，12-[c，f][1，5]-氮铋(锑)辛烯骨架的有机铋(锑)配合物用于二氧化碳和环氧化物合成环状碳酸酯的环加成反应中，得到了良好的催化效果。基于现有的文献报道和我们的研究发现，我们设想将这类含有上述骨架的化合物应用于CO₂资源化利用，实现二氧化碳捕集、固定、净化和资源化利用整个工艺流程。

本专利申请人在其于2009年8月19日公开的公开号为CN101508704A的题为“含桥式氮原子配体的有机铋离子化合物及其制备与应用”的专利和在其于2009年9月30日公开的公开号为CN101544672A的题为“含桥式氮原子配体的有机锑离子化合物及其制备与应用”的专利申请中，记载了两种有机金属配合物的氯化物的合成，以这两种配合物的氯化物与相应的无机碱反应可以得到本申请中的双核有机铋锑配合物作为CO₂与环氧化物催化转化成环状碳酸酯的高效催化剂的主催化剂，开发一种全新的环状碳酸酯的催化合成方法，在理论和实践上都是可行的。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种全新的二氧化碳催化转化成环状碳酸酯的无溶剂催化合成方法，以提高环氧化物的转化率，提高环状碳酸酯的选择性，降低二氧化碳转化过程中的能耗，提高催化剂的选择性。

为达到上述发明目的，本发明提出以下的技术方案：

一种全新的二氧化碳和环氧化物催化转化成环状碳酸酯的无溶剂催化合成方法，是以双核含桥式硫原子配体的有机铋和有机锑配合物为主催化剂，季铵盐为助催化剂。

上述合成方法中，所述双核有机金属配合物是具有结构式I的有机铋配合物和有机锑配合物：